论文部分内容阅读
随着高频功率开关器件的发展,高频开关电源的应用越来越广泛和深入。以GTO、IGCT、IGBT和IEGT等为代表的大功率现代开关器件在电力电子领域的广泛应用,具有较硬恢复特性的快恢复二极管已经不能满足其应用条件。如今,与现代大功率开关器件并联使用的二极管必须具有快而软的恢复特性。 本文首先通过半导体器件仿真软件定量讨论了双基区结构中缓冲层厚度和表面浓度对二极管的反向恢复时间、软度因子以及正向压降的影响。依据双基区结构设计须满足的条件,建立了双基区结构二极管模型,模型仿真结果表明缓冲层的厚度越小或者缓冲层表面浓度越高,二极管的软度因子越大,反向恢复时间越长,这是由缓冲层浓度梯度的影响引起的。结合具体工程项目的参数要求,即二极管反向恢复时间trr≤250ns,反向阻断电压VB≥1000V,正向压降VF≤1V,给出了缓冲层厚度和表面浓度的最优值,即缓冲层厚度为70μm,表面浓度为1×1017cm-3。通过样品试制与特性检测实验,证明了双基区结构二极管的软恢复特性。 本文还讨论了自调节发射效率结构中交替结构P+和P的宽度比对二极管反向恢复时间以及软度因子的影响,仿真结果表明P+和P的宽度范围分别为65μm~95μm和80μm~125μm时,二极管的反向恢复特性最好。